Haskell 中的“真正”通用函数

Posted 2023-03-28

【中文标题】Haskell 中的“真正”通用函数

【英文标题】：A "truly" generic function in Haskell

【发布时间】：2011-08-19 11:47:14

【问题描述】：

假设我有一个复合数据类型 -

data M o = M (String,o)

现在，我可以定义一个适用于所有M 的函数，而与o 无关。比如——

f :: M o -> M o
f (M (s,o)) = M (s++"!", o)

但是，f 并不像我希望的那样普遍。特别是，在表达式中使用f 修复了o 的类型，因此我不能再次将f 与不同类型的o 一起使用。例如以下内容不进行类型检查 -

p f = undefined where
  m1 = M ("1", ())
  m2 = M ("2", True)
  m1' = f m1
  m2' = f m2

它会产生错误 - Couldn't match expected type 'Bool' with actual type '()'

令人惊讶的是，如果我不提供 f 作为参数，而是简单地使用 f 的全局定义，那么它可以编译并正常工作！即编译 -

p = undefined where
  m1 = M ("1", ())
  m2 = M ("2", True)
  m1' = f m1
  m2' = f m2

这有什么特别的原因吗？我该如何解决这个问题，即定义一个可以应用于所有(M o) 的函数f，即使o 在同一个表达式中变化？我猜存在类型在这里发挥作用，但我就是不知道如何。

【问题讨论】：

为什么要让 M 成为一个元组？多么丑陋。

默认情况下有些东西是“forall”，有些东西不是。你可能会看到这些文字：en.wikibooks.org/wiki/Haskell/Existentially_quantified_types

@monadic，这实际上只是一个最小的示例，它重现了我在实际代码中遇到的问题（这要复杂得多）。

【参考方案1】：

问题是编译器无法正确推断 p 的类型。你必须给它一个类型签名：

p :: (forall o. M o -> M o) -> a

这是 2 级类型，因此您需要语言扩展：

-# LANGUAGE Rank2Types #-

或

-# LANGUAGE RankNTypes #-

在此处了解更多信息：http://www.haskell.org/haskellwiki/Rank-N_types

【讨论】：

谢谢！添加该类型签名有效。我认为它与 forall 关键字有关，但不知道 RankN 类型。看来我要读书了！

【参考方案2】：

这有什么特别的原因吗？

确实，有一个。一句话概括：如果解除 HM 系统对 lambda 参数必须是单态的限制，类型推断将无法正常工作。

Simon Peyton Jones 设计了一个类型检查器，它扩展了 HM 并允许更高等级的多态性。但在这种情况下，需要显式类型注释。请参阅 Sjoerds 答案。

【参考方案3】：

函数p f范围内的f与***函数f不同。它是在调用p 时作为参数给出的任何函数。由于您没有给 p 类型签名，编译器必须从您使用它的方式推断出 f 是什么。您的第一次使用意味着f :: M () -> M ()，即p :: (M () -> M ()) -> a。正如其他人所说，您必须使用forall 给p 一个明确的签名才能执行您想做的事情。